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CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。 (3)CO2催化加氢合...

CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。

(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:

反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   ΔH =41.2 kJ·mol1

反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)   ΔH =﹣122.5 kJ·mol1

在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:CH3OCH3的选择性=×100%

 

①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是________

②220 ℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有________

 

反应Ⅰ的ΔH>0,反应Ⅱ的ΔH<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度 增大压强,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂 【解析】 (3)①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是:反应Ⅰ的△H>0,反应Ⅱ的△H<0,升温反应Ⅰ正向进行,反应Ⅱ逆向进行; ②不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的条件,结合CH3OCH3的选择性=×100%分析,平衡正向进行二甲醚选择性增大。 ①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是:反应Ⅰ的△H>0,反应Ⅱ的△H<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度; ②2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.5kJ•mol-1,结合CH3OCH3的选择性=×100%分析,平衡正向进行二甲醚物质的量增大,二氧化碳物质的量减小,二甲醚选择性增大,不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有增大压强平衡正向进行,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂,增大二甲醚的选择性。
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随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为合金的维生素。为回收利用含钒催化剂(含有V2O5VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示:

物质

VOSO4

V2O5

NH4VO3

(VO2)2SO4

溶解性

可溶

难溶

难溶

易溶

 

 

该工艺的主要流程如下。

请回答下列问题:

经过热重分析测得:NH4VO3在焙烧过程中,固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示。则NH4VO3在分解过程中_________

A.先分解失去H2O,再分解失去NH3        B.先分解失去NH3,再分解失去H2O

C.同时分解失去H2ONH3 D.同时分解失去H2N2H2O

 

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氮氧化物进入大气后,不仅会形成硝酸型酸雨,还可能形成光化学烟雾,对含有氮氧化物的废气进行处理。

(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:

NO2NO2NaOH===2NaNO2H2O①

2NO22NaOH===NaNO2NaNO3H2O②

在反应中,氧化剂是________________,还原剂是________________,在反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________________________________________

(2)汽车尾气中含有CONO,消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应生成N2CO2,该反应的化学方程式为____________________________

(3)由反应判断二氧化氮是否为酸性氧化物(不是”)________,原因是________________________________________________________________________

(4)目前有一种治理方法是在一定条件下,用氨气将氮氧化物转化为无污染的物质,请写出该反应的化学方程式:________________________________________________,该反应中,氧化剂是________,氧化产物是________,生成1.4 mol氮气时,转移电子的物质的量为_______________________________________________

(5)为了保护环境,工业上常通入NH3使氮的氧化物和氨转化为无毒的N2。现有NO2NO的混合气体3 L,通入3 L(同温同压下)NH3,恰好使其完全转化为N2,则原混合气体中NO2NO的物质的量之比为______

 

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某大型化工厂产生的酸性废液中含有两种金属离子:Fe3Cu2,化学小组设计了如下图所示的方案对废液进行处理,以回收金属,保护环境。

(1)操作①的名称是________________ 沉淀A中含有的金属单质有________________

(2)溶液A中加入H2O2溶液过程中发生反应的离子反应式________________________________,操作②为持续加热保温,在此过程中温度不宜过高的原因是________________________________

(3)检验溶液B中含有的金属阳离子的实验方法为:取少量溶液B于洁净的小试管中,加入______试剂,溶液迅速转变为________色,即可检验。

(4)操作③中发生反应的离子方程式为_________________________________________

 

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ABC均为单质,其中A为用途广泛的金属单质,B为黄绿色气体,BC反应后的产物E溶于水得无色酸性溶液。ABC之间的其他反应如图所示。

试填空:

(1)写出下列物质的化学式:

B________D________F________

(2)鉴别D溶液中阳离子的方法是________________________

(3)写出下列反应的离子方程式:

AE→FC____________________________________________________

BF→D________________________________________________

 

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利用下图装置(夹持装置略)制取和收集纯净、干燥的氨气,并探究氨气的性质。

1)关闭装置Ⅰ中的止水夹,向分液漏斗中加适量水,打开活塞,说明Ⅰ气密性良好的现象是______________________

2)利用装置Ⅰ制取氨气,不能选用的试剂为浓氨水和________(填字母)。

A.氢氧化钠  B.碱石灰  C.硝酸钾  D.生石灰

3)根据实验要求,仪器连接的顺序(用字母编号表示):a接________、________接________、______接______。______

4)收集氨气,按如图装置进行NH3性质的探究实验。

①打开旋塞1B瓶中的现象是_________________________________________,原因是_____________________________________________,稳定后,关闭旋塞1

②再打开旋塞2B瓶中的现象是__________________________________________

 

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